現在市販されているリチウムイオン電池システムでは、主に導電率が制限要因となっています。特に、正極材料の導電性が不十分であると、電気化学反応の活性が直接制限されます。適切な導電剤を添加して材料の導電性を高め、電子輸送のための高速チャネルを提供し、活物質が十分に活用されるように導電ネットワークを構築する必要があります。したがって、リチウムイオン電池においては活物質と同様に導電剤も必須の材料である。

導電剤の性能は、材料の構造と活物質との接触方法に大きく依存します。一般的に使用されているリチウムイオン電池用導電剤には次のような特徴があります。

（１）カーボンブラック：カーボンブラックの構造は、カーボンブラック粒子が鎖状またはブドウ状に凝集する程度で表される。微粒子、緻密な網目鎖、大きな比表面積、単位質量は、電極内で連鎖状導電構造を形成するのに有利です。伝統的な導電剤の代表として、カーボンブラックは現在最も広く使用されている導電剤です。デメリットは価格が高いことと分散が難しいことです。

(2)黒鉛: 導電性黒鉛は、正極活物質および負極活物質に近い粒径、適度な比表面積、および良好な電気伝導性を特徴とします。バッテリー内の導電ネットワークのノードとして機能し、負極では導電性だけでなく容量も向上します。

(3) P-Li: スーパー P-Li は、導電性カーボン ブラックに似た小さな粒子サイズを特徴としますが、特に電池内の分岐の形で適度な比表面積を持ち、導電性ネットワークの形成に非常に有利です。分散しにくいのがデメリットです。

(4)カーボンナノチューブ(CNT)：CNTは近年登場した導電剤です。通常、直径は約5nm、長さは10〜20μmです。これらは、導電性ネットワークの「ワイヤ」として機能するだけでなく、二重電極層効果もあり、スーパーキャパシタの高速特性を発揮します。優れた熱伝導率は、バッテリーの充放電時の放熱にも役立ち、バッテリーの分極を軽減し、バッテリーの高温および低温性能を向上させ、バッテリー寿命を延ばします。

CNT を導電剤としてさまざまな正極材料と組み合わせて使用​​すると、材料/バッテリーの容量、速度、サイクル性能を向上させることができます。使用可能な正極材料としては、ＬｉＣｏＯ ２ 、ＬｉＭｎ ２ Ｏ ４ 、ＬｉＦｅＰＯ ４ 、ポリマー正極、Ｌｉ ３ Ｖ ２ （ＰＯ ４ ） ３ 、酸化マンガンなどが挙げられる。

他の一般的な導電剤と比較して、カーボンナノチューブはリチウムイオン電池の正負の導電剤として多くの利点を持っています。カーボンナノチューブは高い電気伝導性を持っています。さらに、CNT はアスペクト比が大きく、より少ない添加量で他の添加剤と同様のパーコレーション閾値（化合物内の電子の距離や局所的な移動の維持）を達成できます。カーボンナノチューブは高効率の電子輸送ネットワークを形成できるため、わずか 0.2 wt% の SWCNT で球状粒子添加剤と同様の導電率値を達成できます。

(5)グラフェンは、優れた電気伝導性と熱伝導性を備えた新しいタイプの二次元柔軟平面状カーボン材料です。この構造により、グラフェンシート層が活物質粒子に付着し、正極活物質粒子と負極活物質粒子に多数の導電性接触サイトが提供されるため、電子が二次元空間で伝導し、大面積の導電ネットワーク。したがって、現在理想的な導電剤と考えられています。

カーボンブラックと活物質は点接触しており、活物質粒子の内部まで浸透することができ、活物質の利用率を十分に高めることができる。カーボンナノチューブは点線接触しており、活物質間に散在してネットワーク構造を形成し、導電性を高めるだけでなく、部分的な結合剤としても機能し、グラフェンの接触モードを改善します。点接触は活物質の表面を接続して主体として大面積の導電ネットワークを形成することができますが、活物質を完全に覆うことは困難です。グラフェンの添加量を増やし続けても活物質を使い切ることは難しく、Liイオンが拡散して電極性能が低下する。したがって、これら 3 つの材料は良好な補完傾向を持っています。カーボン ブラックまたはカーボン ナノチューブをグラフェンと混合して、より完全な導電ネットワークを構築すると、電極の全体的な性能をさらに向上させることができます。

また、グラフェンという観点から見ると、グラフェンの性能は製法の違いにより異なり、還元度合い、シートの大きさやカーボンブラックの比率、分散性、電極の厚みなどが性質に影響します。導電剤の使用量が大幅に増加します。このうち、導電剤の役割は電子輸送のための導電ネットワークを構築することであるため、導電剤自体が十分に分散していないと有効な導電ネットワークを構築することが困難である。グラフェンは従来のカーボンブラック導電剤に比べて比表面積が非常に大きく、π-π共役効果により凝集しやすく実用化されています。したがって、グラフェンをいかに良好な分散系を形成させ、その優れた性能を最大限に発揮させるかが、グラフェンの普及に向けた重要な課題となっている。